• Știri
  • Lanț de aprovizionare cu cartofi
  • Cartofi mai buni și mai puternici folosind reproducere hibridă

puternici

Tuberculi de cartofi ai uneia dintre liniile fondatoare ale Solynta. Aceste plante parentale ar putea fi primele plante de cartof diploide auto-compatibile cultivate vreodată. Părinții homozigoti sunt necesari pentru crearea hibrizilor.

Cartoful este o cultură extrem de importantă la nivel mondial, fiind consumat în întreaga lume și în diferite culturi. Creșterea productivității și puterii culturilor va ajuta la creșterea populației globale în creștere și, de asemenea, va ajuta la reducerea foametei în medii provocatoare și sărace.

Compania de creștere a cartofilor Solynta din Olanda a realizat cu succes un program de reproducere hibrid pentru cartofi, care va permite selectarea rapidă și rotirea trăsăturilor favorabile, trăsături care ar putea ajuta la hrănirea a milioane de oameni din întreaga lume.

Tehnicile de creștere a cartofilor rămân cu mult în urmă față de cele ale altor culturi populare, cum ar fi orezul, porumbul și grâul. Acest lucru se datorează faptului că creșterea cartofilor suferă obstacole prin complexitatea sa genetică, rezultând un progres lent. Cartoful cultivat Solanum tuberosum este tetraploid, ceea ce înseamnă că are patru seturi de cromozomi - în această situație, este ușor ca alelele nefavorabile să își facă drum nevăzut în generația următoare și introducerea unor trăsături noi și favorabile poate fi foarte dificilă.

La Solynta, o companie de creștere a semințelor de cartofi cu sediul în Wageningen, Olanda, a fost dezvoltată o metodă inovatoare pentru creșterea țintită care va schimba producția și distribuția globală a cartofilor. Această metodă permite combinarea trăsăturilor benefice din diferite soiuri de cartofi pentru a face descendenți „de elită” care au un randament mai mare, rezistență la boli și, desigur, un gust mai bun. În plus, această metodă permite un transport mult îmbunătățit, care se va face în stadiul de semințe, mai degrabă decât tuberculii de cartofi crescuți complet.

Cartofii sunt, de asemenea, o sursă de hrană mult mai hrănitoare decât alte culturi de top, cum ar fi orezul, soia și grâul. Acestea conțin niveluri ridicate de vitamine și relativ puține calorii, totuși cartofii pot fi prelucrați și gătiți în mai multe forme diferite - oferind potențial soiuri care cresc acolo unde nu poate crește mult. Cu ajutorul tehnologiei de reproducere Solynta, fiecare dintre aceste trăsături poate fi valorificată, selectată genetic și reprodusă.

Un proces hibrid de reproducere

Din punct de vedere istoric, selecția soiurilor de cartofi mai bune a durat foarte mult. În primul rând, a fost pur și simplu încercarea și eroarea creșterii unei culturi mai puternice, după ce această plantă selectată a suferit un proces îndelungat de multiplicare. Cel mai bun cartof ar fi selectat și plantat în pământ pentru a înmulți numărul de tuberculi, acest proces durează un an. Acest lucru trebuie repetat an de an, până când după aproximativ șapte ani se produce un număr comercial viabil. Pentru a înrăutăți lucrurile, cu timpul, acești cartofi pot deveni din ce în ce mai sensibili la boli, cum ar fi bătutul cartofului Phytophthora infestans.

Acest nou proces de reproducere vizat se bazează pe câteva principii importante care contracarează aceste probleme istorice. Primul este că procesul de reproducere este finalizat folosind cartofi diploizi, mai degrabă decât tetraploid. Acest lucru se realizează prin diploidizare și folosind cartofi diploizi S. chacoense. Organismul rezultat este o plantă de cartofi hibridă diploidă, cu doar două seturi de cromozomi. În mod normal, plantele de cartof diploid sunt auto-incompatibile, dar unele plante S. chacoense conțin o genă numită Sli, care depășește auto-incompatibilitatea.

Această „germoplasmă” diploidă conține un nivel ridicat de heterozigozitate, dar apoi este autoeducată în mod repetat (crescută cu sine). Selfingul diluează treptat nivelul de heterozigoză al descendenților până când aceștia sunt, după aproximativ 6 generații, aproape complet homozigoti. Aceste plante parentale ar putea fi primele plante de cartof diploide auto-compatibile realizate vreodată. Părinții homozigoti sunt necesari pentru crearea hibrizilor.

Din cauza depresiei endogamice, primele generații au fost, în general, mai slabe. Cu toate acestea, datorită selecției doar a celor mai viguroase (puternice) plante de cartof, liniile părinte au devenit rapid mai puternice și mai homozigote.

Plantele parentale puternice pot fi hibridizate pentru a produce semințe hibride F1. Plantele hibride de cartof rezultate au fost în general mai bune și mai puternice decât liniile mamă consangvinizate (heteroză).

Beneficiul semințelor

Semințele de cartof pot fi recoltate atunci când planta hibridă formează fructe de padure. Aceste semințe (adevărate semințe de cartof) au un beneficiu incredibil față de metoda anterioară cu tuberculi (tuberculii sunt numiți și cartofi de semințe). Greutatea a 100 de cartofi este egală cu greutatea de 16 milioane de semințe, deoarece este posibil să se potrivească 2500 de semințe într-un singur gram. Această magnitudine a diferenței va reduce drastic costul și dificultatea transportului.

Semințele sunt, de asemenea, libere de agenți patogeni, în timp ce tuberculii au un nivel scăzut de agenți patogeni care cauzează boli. Semințele adevărate de cartof rezistă la schimbări de temperatură și umiditate. În cele din urmă, reducerea transportului va reduce și amprenta de carbon.

Descoperirea trăsăturilor, îmbunătățirea cartofilor

Acum că este prezent un flux constant de plante de cartofi diploizi puternici, Solynta s-ar putea concentra apoi pe izolarea și selectarea trăsăturilor benefice de cartof. Pe parcursul întregului proces, trăsăturile necesare cartofilor tari au fost identificate și apoi vizate genetic și selectate pentru. Acest lucru a fost realizat folosind un proces numit mapare QTL (Quantitative Trait Locus).

Colecție de fructe de padure care s-au dezvoltat după auto-polenizarea unui părinte diploid.

Fiecare trăsătură fenotipică (observată la cartof) este descrisă de una sau, în mod normal, de mai multe gene. Pentru a înțelege care gene controlează rezultatul unui cartof, echipa a analizat SNPs (polimorfisme cu nucleotide unice). Pur și simplu, acesta este momentul în care o nucleotidă diferă de genomul unui anumit individ. Utilizând secvențierea și statisticile, este posibil să se determine când acest lucru este legat de o anumită trăsătură fenotipică. Plantele cu acele modificări ale genomului detectate sunt apoi selectate pentru reproducere.

Pentru a îmbunătăți în continuare acest proces, liniile părintești ar putea fi apoi „încrucișate” pentru a adăuga noi „trăsături hibride” la una dintre liniile părinte. Acest lucru a întărit liniile părinte, care au fost apoi hibridizate pentru a face un cartof hibrid și mai puternic. De fiecare dată a fost cultivat un cartof mai puternic, mai gustos sau mai mare. Acest proces este atât de rapid în Solynta din cauza vitezei de creștere din semințe și a selecției genetice a trăsăturilor.

Hrănirea populațiilor globale

O aplicație uriașă de cartofi Solynta va fi să ajute fermierii și să hrănească oamenii, în locații anterioare dificile sau provocatoare. Beneficiile acestor cartofi vor fi mari în țările cu venituri ridicate, dar chiar mai mari în țările cu venituri mici sau medii.

Semințele de cartofi diploid hibrid Solynta au fost transportate și testate în Africa de Est, în special în munții din RD Congo. Rezultatele au fost extrem de optimiste, cu un randament mult mai mare de cartofi decât în ​​condiții normale din Africa de Est.

În plus, semințele erau extrem de ușor de transportat și erau lipsite de agenți patogeni, care sunt atât de obișnuiți în climatul tropical din Africa și pot decima stocurile fermierilor între anotimpuri. De asemenea, este foarte posibil să adaptați tehnicile de diploidizare și hibridizare genetică de la tehnologia Solynta la soiurile africane de cartofi, crescând lățimea de alegere în aceste zone.

Se pare că este doar o chestiune de timp înainte ca aceste metode agricole să fie utilizate la nivel mondial, pentru a face față cererii globale pentru producția de alimente, alături de populația noastră umană în continuă expansiune.

Răspuns personal

Dr. Ir. Sjaak van Heusden, Solynta

„Producerea cartofilor diploizi a fost deja încercată de zeci de ani, dar nu a avut niciodată succes”.

"O utilizare mai bună a noilor tehnologii pentru a depăși auto-incompatibilitatea și pentru a urmări nivelul de homozigozitate la plantele selectate, face acum posibilă trecerea de la cartofii tetraploidi la cartofii diploizi."

„În timp, pe măsură ce trecem la creșterea cartofului diploid, vom putea anula dogmele anterioare, cum ar fi un randament ridicat este posibil doar cu cartofii tetraploidici.”

„Solynta vrea să introducă soiuri de succes în Africa. Pentru a face acest lucru este nevoie de un număr mare de semințe curate de plante cu niveluri sporite de rezistență. ”

„Mai târziu, vor fi vizate și alte piețe.”